Jedes Jahr erkranken rund 450.000 Menschen in Deutschland an Krebs. Seit wann die Evolution Tumore hervorbringt, ist eine Frage, der Wissenschaftler mit bioinformatischen Methoden und Datenbanken nachgehen. Nun liefern Forscher neue Erkenntnisse zum Ursprung der Krebsgene.
„Bei der Suche nach dem Ursprung der Krebsgene haben wir unerwarteterweise herausgefunden, dass viele dieser Gene von den ersten Tierarten abstammen“, erläutert Domazet-Lošo. Er ist Ko-Erstautor der aktuellen Studie und ist heute am Ruder Bošković Institut und der Katholischen Universität von Kroatien in Zagreb tätig. „Unsere Daten sagten voraus, dass schon die ersten vielzelligen Tiere die meisten der Gene hatten, die beim Menschen Krebs auslösen können.“ Was bislang fehlte, war zum einen der direkte Beweis, dass diese ersten Tierarten tatsächlich an Tumoren leiden können, und zum anderen die molekulare Aufklärung der Mechanismen, die zur Tumorentstehung in ursprünglichen Organismen führten.
Dem Forschungsteam um den Evolutionsbiologen Professor Thomas Bosch vom Zoologischen Institut der Universität Kiel ist es jetzt gelungen, ein neues Verständnis über die Ursprünge von Krebs zu erlangen. Er untersucht seit Jahren die Stammzellen und die Regulation des Gewebewachstums im stammesgeschichtlich alten Polypen Hydra. „Jetzt haben wir in zwei unterschiedlichen Hydra-Arten, einem korallenähnlicher Organismus, tumortragende Polypen entdeckt“, betont Bosch das erste Ergebnis der neuen Studie. Damit sei bewiesen, dass Tumore tatsächlich in primitiven und alten Tierarten wuchern können. Auch der zellulären Ursache der Tumore entlang der gesamten Körperachse sei das Team auf die Spur gekommen: Erstmals konnten sie zeigen, dass Stammzellen, die zur geschlechtlichen Differenzierung programmiert sind, sich massenhaft anhäufen können und dann nicht auf natürlichem Wege durch programmierten Zelltod entfernt werden. Interessanterweise sind nur weibliche Hydra-Polypen von diesen Tumoren betroffen, die dem Eierstockkrebs beim Menschen ähneln.
„Bei der weiteren molekularen Analyse der Tumore stießen wir auf ein Gen, das im Tumorgewebe drastisch hochreguliert ist und das den programmierten Zelltod normalerweise verhindert“, beschreibt Alexander Klimovich, Stipendiat der Alexander-von-Humboldt Stiftung am Zoologischen Institut der Universität Kiel und Ko-Erstautor der aktuellen Studie die zweite Erkenntnis aus der Studie. „Da eine nicht funktionierende Zelltod-Maschinerie auch bei vielen Krebsarten des Menschen für Wachstum und Ausbreitung der Tumore verantwortlich gemacht wird, tauchen hier frappierende Ähnlichkeiten zum Krebs bei Menschen auf“, so Klimovich weiter. Als drittes konnten die Wissenschaftler zeigen, dass Tumorzellen invasiv sind. Das heißt, werden Tumorzellen in einen gesunden Organismus eingebracht, können sie dort ein Tumorwachstum auslösen. Aus seiner Forschung an Hydra-Arten schließt Bosch daher: „Auch die invasive Eigenschaft von Krebszellen ist stammesgeschichtlich uralt.“ Ein mikroskopischer Blick in den Tumor von Hydra. Blau: Zellkerne der Tumorstammzellen. Grün: Marker für Stammzellen, die für die Geschlechtsdifferenzierung vorprogrammiert sind. Rot: Zytoskelett der Zellen. © Foto: Anton-Erxleben / CAU
Laut dem Forschungsteam um Bosch sind die neuesten Erkenntnisse aus der Hydra-Forschung ein großer Schritt auf dem Weg zu diesem Ursprung: „Unsere Forschungen bestätigen erneut, dass alte Tiere wie die Hydra-Polypen beim Verständnis so komplexer Probleme wie ‚Krebs‘ extrem aufschlussreich sind. Außerdem macht es unsere Studie unwahrscheinlich, dass der in den siebziger Jahren ausgerufene ‚War on Cancer‘ jemals gewonnen werden kann. Aber unseren Feind von seiner Entstehung an zu kennen, ist der beste Weg, ihn zu bekämpfen, und viele Schlachten zu gewinnen“, so Bosch. Originalpublikation: Naturally occurring tumours in the basal metazoan Hydra Alexander Klimovich et al.; Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms5222; 2014
